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1.仪器主要技术参数
ZDJ-4A自动电位滴定仪主要技术参数见表。
项目 | pH | 电位值 | 温度/℃ |
测量范围 分辨率 基本误差 |
0.00~14.00 0.01pH ±0.01pH±1个字 |
-1800~1800.0 0.1 ±0.03%FS |
-5~105.0 0.1 ±0.3℃±1个字 |
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10ml滴定管 | 20ml滴定管 |
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滴定管容量允差/mL | ±0.025 | ±0.035 |
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滴定管输液或补液速度/s | 50±10(滴定管满度时) | ||
滴定分析重复性/% | 0.2 | ||
滴定控制灵敏度/mV |
±2 |
2.仪器安装
(1)安装环境要求 操作室环境温度为5~35℃,室内相对湿度不大于80%;供电电源为交流220V±22V,频率为50Hz±1Hz,如达不到要求,应配备稳压电源。仪器需有良好接地,实验室除地磁场外,无强电磁场干扰。操作室内要有通风装置,装有化验盆、水龙头等设施,工作台坚固防振。实验室还应备有专用废液收集桶,配有窗帘,避免阳光直射。
(2)仪器安装
①详细阅读仪器说明书。按仪器说明书,检查仪器零部件是否齐全。
②安装搅拌器和溶液杯。把电极杆旋入主机面板右上角螺孔内,旋紧。在电极杆上装上搅拌器,并用紧固螺钉锁紧搅拌器,然后在其上方再装上溶液杯支架,并旋紧固定螺钉。
③安装滴定管。安装滴定管时,先将活塞连杆拔出,将滴定管上的活塞杆插入顶杆的燕尾槽内,往下压紧旋转滴定管,检查是否吻合,旋紧滴定管上的压紧螺母。
④连接输液管,安放溶液杯。将*长的一根作为进液管,*短的一根作为连接三通阀和滴定管,另一根输液管连接三通阀和滴定毛细管,旋紧接口处螺母,以防止液体泄漏。注意,输液管安装要平整不能弯折,应呈现自然弯曲状态;旋紧时,输液管不能有位移和弯折现象。将滴液管插在支架上的滴液管孔内。在溶液杯里放入搅拌子,将溶液杯装在溶液杯支架上,并调整好位置,使之置于搅拌器上。
⑤安装电极,连接电源。将搅拌器电源插头插入仪器后背搅拌器插座内。按具体分析需要,安装上电位滴定所需要的电极,如酸碱滴定可选择pH复合电极和温度传感器。安装时,先拔出复合电极电极套,再将电极插头插入仪器后背测量电极1插座内(注意,测量电极2插座上接有Q9短路插头不能拔出,必须保证测量电极2上的Q9插头短路良好),将电极插入溶液杯支架上的电极孔内。将温度传感器插头插入仪器后背温度电极插座内,传感器同样也插入溶液杯支架上的孔内。在洁净且干燥的溶液杯中移进一定量的试液,放入搅拌子,小心移动电极支架,将电极和温度传感器浸入试杯溶液中,连接仪器电源。
⑥仪器与计算机连接。连接计算机与仪器RS232通信接口;连接打印机。
⑦开启计算机,将光盘放入光驱中,安装仪器工作软件(软件由厂商提供)。
3.仪器操作键的功能和使用
仪器面板上设有22个键,分别为0~9数字键、“·”、“—”、“F1”、“F2”、“F3”、“mV/pH”、“标定”、“模式”、“设置”、“搅拌”、“打印”和“退出”键,其中有些键为共用键下面简要介绍这些键的功能和使用方法。
(1)0~9数字键、“·”、“—”用于数据输入,其中数字键:“2”、“4”、“6”、“8”分别兼作下调、左调、右调、上调键用,“3”、“9”分别为兼作PgDn(下页)和PgUp(上页)键,“5”兼作“Input”键,这些都是共用键。左调和右调键,下调和上调键在许多状态下,用于移动光条和调节数值在设置过程中,左调或右调键可选择终点数,黑色表示选中;按上调或下调键可移动光标进行选项;PgDn键和PgUp键用于菜单翻页; Input键用于模式名称输入。
(2)F1、F2、F3键 它们分别表示在仪器当前状态下,显示屏右方格中所显示的相应的功能。例如,仪器在某状态下,与F1键相应位置的显示屏右方格显示“滴定”,此时按下F1键仪器进入滴定功能;与F2键相应位置的显示屏右方格显示“补液”,此时按下F2键,仪器进入补液功能;F3键对应“清洗”,按“F3”键,仪器进入清洗功能。若仪器在某另一状态下,F2键对应“设置”,按F2键,仪器进行参数修改;F3键对应“下页”,按F3键,仪器显示屏将显示下页内容。
(3)模式键按下此键,仪器进入模式滴定功能,包括模式的载入、模式参数的修改、模式删除以及模式的生成等(详细操作方法请阅读说明书)。
(4)设置键用于设置参数,包括用于设置测量电极插口、滴定管、滴定管系数、日期、时间、预滴定参数和预控滴定参数等(详见说明书)。
(5)mV/pH键用于mV、pH两种测量状态之间的切换。
(6)标定键用于标定pH电极的斜率。
(7)打印键用于检测打印机,打印滴定结果、滴定数据、滴定曲线等。
(8)搅拌键用于启动搅拌器并可设置搅拌速度。
(9)退出键用于退出仪器的当前功能模式。按下此键,仪器退出当前的功能模式,返回到上一次菜单,相当于“Esc”键。
4.滴定模式简介
仪器设有如下5种滴定模式。
(1)预滴定模式这是仪器主要滴定模式**,许多模式滴定都要从预滴定模式产生,仪器可通过预滴定模式自动找到滴定终点,从而生成专用滴定模式。
(2)预设滴定终点如果操作者已知滴定终点的pH或电位值,可用预设终点滴定功能进行滴定此时只需输入终点数,如终点pH或电位值或预控点值(预控点是指快速滴定到慢速滴定的切换点),即可进行滴定。
(3)模式滴定仪器提供两种专用模式滴定。A模式为HCl滴定NaOH;B模式为K2Cr2O7滴定Fe2+;其余模式滴定需要操作者**行预滴定,取得滴定参数,再通过按“模式”键,将所得参数储存于仪器中方可生成专用滴定模式。此后只需载入此模式即可进行滴定(模式生成方法详见说明书)。
(4)手动滴定仪器通过设定添加体积进行手动滴定,利用手动滴定模式可帮助操作者找到滴定终点,从而生成专用滴定模式。
(5)空白滴定该模式适用于滴定剂消耗少(1mL以下)的滴定体系。在此模式中,仪器每次添加体积为0.02mL,操作者可以修改此参数,也可以自己设置预加体积数,以加快滴定速度,从而以此寻找滴定终点,生成专用滴定模式。
5.仪器参数设置
仪器参数设置包括:设置电极插口、设置滴定管、设置滴定管系数、设置搅拌器开始速度、设置预滴定参数、设置预控滴定参数、设置日期和时间、设置打印机类型等。
(1)电极插口设置 当电极插在电极插口1时,必须相应地将电极插口设置为“插口1”;如若电极插在插口2上,则应将电极插口设置为“插口2”。操作如下:在仪器的起始状态下,按设置键,仪器进入设置模式。仪器光标显示在“电极插口”上,按“F2”设置键,再按“PgDn”或“PgUp”键,使仪器显示“电极插口2”,然后按“F2”键确认即可。
(2)滴定管设置 仪器提供10mL和20mL两种体积滴定管。操作时应根据所选择的滴定管体积进行设置。如使用20mL滴定管应将滴定管设置为20mL。否则将直接导致仪器不能正确显示滴定溶液的体积。设置操作方法是:在仪器的起始状态下,按仪器“设置”键,仪器进入设置模式,移动光标至滴定管上,按“F2”设置键,再按“PgDn”或“PgUp”键,使仪器显示“滴定管20mL”,按“F2”确认键,确认设置。
(3)滴定管系数设置 每支滴定管均标有滴定系数,使用时应按以下方法设置:按“设置”键,进入设置模式,按“▼”键,使光标显示在滴定管系数上,按“F2”键,按上调或下调键,调节滴定管系数至已知数值,调节完毕,按“F2”确认键,确认设置。
(4)预滴定参数设置 一般情况下不必设置预滴定参数,因为仪器一般已能满足滴定要求。当预滴定突跃偏低或噪声太大,无法正确找到滴定终点时,则需将终点突跃设置为“小”。仪器只提供“预滴定结束体积”和“预滴定终点突跃”2个参数量。
①预滴定结束体积设置。在预滴定时,找到一个滴定终点后仪器自动进行下一个终点寻找,并不停止滴定,必须按终止键或根据结束体积设置值停止滴定。结束体积省缺值为40mL,可根据实际需要重新设置。设置方法是:按“设置”键进入设置模式,移动光标至“结束体积”,按“F2”设置键,仪器进入“预滴定结束体积”的设置状态,按需要用数字键输入预滴定结束体积值,输入完毕,按“F2”确认键。
②预滴定终点突跃设置。突跃量大小一般无需修改,因为更动突跃量大小会直接影响下次滴定的终点。若需要更动,先移动光标至“终点突跃”,按“F2”设置键,仪器进入“预滴定终点突跃”设置状态,一般只需选择终点突跃为“大”、“中”、“小即可。
(5)搅拌器速度设置 在预置有一定量被测溶液的溶液杯中放入搅拌子,并将溶液杯置搅拌器上,按下搅拌键,仪器进入搅速度设置状态,按上调或下调逐步增加或降低搅拌器速度(也可按“F2”设置键,再输入搅拌速度值,按“F2确认键,退出输入状态),搅拌器即可按新速度开始搅拌。如果输入有误可按“F3”消除键清除后重新输入。
(6)打印机设置仪器兼容PT-16、PT-24和PT-40三种型号打印机,一般多使用PT-40型。使用时应设置相应的型号。设置方法:在起始状态下,按“设置”键,再按“▲”或“▼”键,选中“打印机”,按“F2”设置键,进入打印机设置状态,按“PgDn”或“PgUp”键,选择对应的打印机型号,选择结束按“F2”确认键。
(7)日期设置按“设置”键,进入设置状态,按“▲”或“▼”键,移动光标至日期上,按“F2”设置键,即可设置日期,再按左调或右调键,移动左右光标至需要设置的年、月、日上,再按左调或下调键调节至具体的年、月、日。
6.仪器使用操作步骤
以酸碱滴定(预设终点法)为例。”
(1)实验前准备
①仔细阅读仪器说明书和软件使用说明。
②打开仪器电源开关,预热几分钟;打开电脑,进入软件起始状态。
③清洗输液管并赶走管内气泡将输液管(管外壁的水已用吸水纸吸千),插入0.1000mol/LHC标准溶液瓶中,将200mL空烧杯放在搅拌器上,按“F3”清洗键,按上调或下调键选择清洗次数(建议清洗6次以上)。再按下“F2”确认键,仪器开始清洗。清洗过程应检查输液管内是否有气泡或漏液现象,若有气泡可用中指轻弹输液管,使气泡沿液体流方向排出。输液管清洗完毕界面自动返回起始状态。移去废液杯,将废水倒入废液桶内。
(2)标定电极
①安装电极和温度传感器。安装好分析所需的电极(已按使用规范预先处理好)和温度传感器。将复合电极上加液口护套取下,露出电极内充溶液加液口,用蒸馏水将电极洗净,吸去电极外部水分,移去废液杯。
②标定电极。在溶液杯(已用标准缓冲溶液润洗过)中倒入标准缓冲溶液(pH=6.86,25℃),将洁净搅拌子放入杯中。将溶液杯放在搅拌器上,移动支架小心将电极和温度传感器浸入试杯溶液中,开启搅拌器开关。按“搅拌”键,进入设置搅拌速度界面,设定、输入搅拌速度数值,返回仪器起始状态。在仪器起始状态下,按仪器的“标定”键,仪器进入标定状态,此时仪器显示当前溶液的pH和温度值。待读数稳定后按下“F2”确认键,仪器显示电极的百分斜率和E0值,至此一点标定结束。仪器显示“进行第二点标定?”,按“F2”确认键(如不需要,按F1取消键),继续第二点标定。
将**种标准缓冲液移出,换上空烧杯,用蒸馏水洗净电极,吸去外部水分,将烧杯取下。换上盛有另一种标准缓冲溶液(pH4.00或pH9.18)的溶液杯,在杯中放入搅拌子,开启搅拌器,仪器进入二点标定工作状态,待读数稳定后按“F2”确认键仪器显示标定结束,按“F2”确认键或“F1”取消键退出标定模式。
(3)电极标定完毕 将标准缓冲溶液杯取下,换上空烧杯,用蒸馏水洗净电极,吸去外部水分。按“mV/pH”转换键,使显示切换到pH测量状态。
(4)取样 用移液管移取0.1mol/L的NaOH溶液10mL,加入40mL去离子水至溶液杯中,将搅拌子(已清洗过)放入溶液杯,取下烧杯换上溶液杯。
(5)补液 仪器在起始状态下,如果滴定管活塞不在起始点按“F2”补液键,补液完毕仪器自动返回起始状态,在补液过程中,按“F1”终止键,可停止补液,每次滴定结束,仪器会自动进行补液过程。
(6)预设终点滴定设置在起始状态下,按“F1”滴定键进入滴定模式选择状态,按上调或下调键移动光标至“预设终点滴定”上,按下“F2”确认键;再按上调或下调键,移动光标至选择“pH滴定”模式,选择完毕按下“F2”确认键。按“F3”搅拌键,仪器显示电极百分斜率和E值。按“F1”确认键,进入预设终点参数状态,按左调或右调键,根据不同实验选择相应的终点数(此实验选“1”,黑色表示选中)。选择完毕(黑色表示选中)按“F2”确认键,进入**终点设置。按“F2”确认键,输入终点PH数值,按“F2”确认键。如果需要设置预控滴定终点前的控制点,则按上调或下调键,移动光标至预控点,再按“F2”设置键,输入所需预控pH值,按“F2”确认键和滴定键,仪器进入自动滴定状态(注:仪器在当时状态下,屏幕上的“延时时间”一般不需更改。在滴定过程中,仪器提供以下几种滴定模式:重复上次滴定,预滴定,预设终点滴定,模式滴定,手动滴定,空白滴定等,这里只介绍预滴定和预设终点滴定,其余滴定模式请阅读说明书)滴定完毕仪器将提供测量数据。记录并保存相关数据。
(7)结束工作用清洗液或净水清洗仪器滴定管、输液管。关闭仪器电源开关。洗净电极,并对所用电极做好维护保养工作。处理废液,整理并清洁操作台,填写仪器使用登记表。
7.仪器使用注意事项和维护保养
①电极输入端“1”、“2”插口必须保持干燥、清洁;在仪器不使用时,必须插上短路插头。
②在进行滴定分析前输液管需用滴定剂至少清洗6次以上,才能保证分析精度。
③进行酸碱滴定时,为了保证测量准确性,电极应先用标准缓冲溶液进行二点标定。
④每测完一次都必须用去离子水清洗电极,并用吸水纸吸去电极外壁上的水。
⑤选择预设终点滴定法,必须事先已知该被测溶液终点mV或pH(可通过预滴定来得到),再设置该溶液的终点值。
⑥仪器长时间不用时,应每隔1~2周通电一次,以防因潮湿而影响仪器性能。
8.仪器常见故障分析和排除方法
ZDJ-4A自动电位滴定仪常见故障、产生原因及排除方法见表。
现象 | 产生原因 | 排除方法 | |
开启电源开关仪器无反应 |
(1)电源未接通 (2)保险丝熔断 (3)仪器电源开关接触不良
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(1)检查供电电源和连接线 (2)更换保险丝 (3)更换仪器电源开关 |
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mV测量不正确 |
(1)电极性能不好 (2)另一电极插口短路不好
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(1)更换新电机 (2)更换Q9短路插头
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pH测量不正确 |
(1)电极性能不好 (2)另一电极插口短路不好 (3)电极插口设置错误
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(1)更换新电极 (2)更换Q9短路插头 (3)重新设置正确的电极插口 |
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预滴定找不到终点 |
(1)终点突跃太小 (2)滴定剂或样品错误 (3)终点体积较小 (4)电极选择错误 |
(1)将突跃设为“小” (2)更换滴定剂或正确取样 (3)改用“空白滴定”模式 (4)正确选择电极
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预滴定找到假终点 | 预滴定参数设置不合适 |
将滴定突跃设置为“大” |
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滴定模式错误 |
预滴定找到假终点 | 预滴定找到假终点 | 将假终点关闭 |
滴定结果为0.00ml | 电极插口选择错误 | 设置正确电极插口 | |
找不到终点 | 模式选择错误 | 选择正确滴定模式 | |
预设终点滴定错误 |
两个以上终点时参数设置完毕后无法进行滴定 | 参数设置错误 | 重新设置正确参数 |
滴定时显示“预控点设置错误” | 参数设置错误或电极插口设置错误 | 重新设置正确预控点,设置正确的电极插口 | |
搅拌器不转 |
(1)搅拌器没连接 (2)搅拌设置错误 (3)搅拌器坏 (4)溶液杯内无搅拌子 |
(1)连接好搅拌器连线 (2)加快搅拌速度 (3)更换搅拌器 (4)放置搅拌子 |
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输液管有气泡 | 输液管接口漏液 | 安装好输液管 | |
机械动作不正常 | 滴定管安装不正确 | 安装好滴定管 | |
电极标定错误 |
(1)pH电极性能差 (2)缓冲溶液配置错误 (3)电极插口选择错误 |
(1)更换pH电极 (2)重新配置标准缓冲溶液 (3)设置正确的电极插口 |